人間の存在における最も根本的な問いの一つは、「なぜ私は今の自分なのだろうか？」というものだ。何世紀もの間、その伝統的な答えは、私たちは生まれ育った家族や暮らす文化によって形成されるというものだった。科学は今、この永遠の謎にさらなる階層を加え、より複雑な答えを提示している。すなわち、私たちの本質の一部は遺伝子の中にあるということだ。
最近まで、私たちの遺伝子の包括的な分析、すなわち全ゲノムのシーケンシング（配列解析）と解釈は、コストと時間がかかりすぎ、ごく一部の人にしか利用できなかった。しかし、それは今、変わりつつある。ヒトゲノムの複雑な全体像を解明・分析するための新しい手法が登場しつつあり、誰もが受けられる遺伝子検査の実現が目前に迫っている。
これらの変化は、主に2つの進歩によって推進されている。第1は、ゲノム全体を読み取るための、簡素化され、より手頃な価格になった技術だ。第2は、シーケンシングによって生成される膨大なデータを解釈できる、強力な人工知能（AI）システムの台頭である。これら2つの進歩が相まって、すべての人に遺伝子検査への道を開きつつある。
この新しい技術は、ブレンデッド・ゲノム・エクソーム・シーケンシング（BGE）と呼ばれる。これは、1回のシーケンシング処理で、DNAの2つの側面を読み取る。1つは、希少な病気の原因となる変異が最も多く存在する、タンパク質をコードするゲノムのわずかな部分のディープ（高精度な）読み取りだ。もう1つは、日常的な疾患リスクを左右する一般的な変異が存在する、残りのゲノム全体のライト（低精度な）読み取りである。
遺伝子スクリーニングにおける課題
約20年間にわたり、遺伝学研究はジェノタイピング・アレイ（遺伝子型判定アレイ）と呼ばれる技術に依存してきた。アレイは安価である。ゲノム上の、あらかじめ選択された数十万カ所の決まった部位を読み取る。現在、人々が一般的な疾患の遺伝学について知っていることの大半は、こうした検査によってもたらされたものだ。
しかし、これには2つの大きな限界がある。設計時に設定された部位しか確認できないこと、そしてその部位の選択リストが、主にヨーロッパ系の標本を対象とした研究から構築されていることだ。より簡単に言えば、アフリカ系、ラテンアメリカ系、アジア系の集団のDNAは、ヨーロッパ系の祖先を持つ人々のDNAに比べて、読み取りの正確性が低くなるということだ。
その代替となるディープ全ゲノムシーケンシングは、ゲノムのすべての文字を何度も繰り返し読み取る。これにより、希少な変異、一般的な変異、欠失、重複、再構成をすべて捉えることができる。これは、英国やフロリダ州で試験的に実施されている新生児スクリーニングの背景にある技術だ。ただし、これには高いコストが伴う。
多くの研究所は妥協策として、ゲノムのうちタンパク質をコードする領域である「エクソーム」のみをシーケンシングし、その読み取り結果をジェノタイピング・アレイと組み合わせる方法をとってきた。この戦略は機能するものの、手作業で統合しなければならない2つのデータセットが作成されることになる。また、アレイ側のデータには依然として祖先バイアスが残る。
ブレンデッド検査の仕組み
ブレンデッド・ゲノム・エクソーム・シーケンシングは、その妥協を回避するように設計されている。すべてのDNAサンプルは、同一のラボ作業の流れの中で2つのライブラリとして調製される。DNAサンプルの片方は、重要なタンパク質コード領域のみに焦点を当て、各領域を30〜40回読み取って、疾患の原因となり得る希少な変異を見つけ出す。もう片方は、ゲノム全体を素早く確認し、各断片を1〜4回だけ読み取る。これら2つのデータセットが統合され、単一の検査として処理される。
ゲノム全体を素早く確認するだけでは、それ単体では詳細な情報は得られない。しかし、ヒトDNAの膨大な参照マップが情報の隙間を埋めるのに役立つため、浅い読み取りであっても非常に正確な像を描き出すことができる。その結果は、一般的な遺伝子変異においては95%以上、やや稀な変異においては90%以上の割合で、より高価で詳細な検査の結果と一致する。
タンパク質コード領域の詳細な読み取りは、それだけで希少で重要な変異を特定するのに十分な性能を持つ。両方の領域が同じサンプルから得られ、同時に検査されるため、結果は自動的に照合され、扱いやすい。また、この方法では、従来の安価な検査では検出できなかった、DNAの欠失や重複といった、より大きな構造変化も特定できる。自閉症の子供を対象とした研究では、この新手法は、従来のより高価な検査と同じ重要なDNAの変化をすべて検出した。
研究から臨床現場へ
低価格なゲノム解析の価値は、研究の場にとどまらない。臨床用に調整されたこの検査のバージョンは、現在、世界で最も一般的ながんの一つである前立腺がんのリスクがある人々を対象とした遺伝子検査の基盤となっている。さらに幅広い臨床応用が現在、開発中である。
個人のゲノムは、将来の健康に関する豊かな情報源であり、行動に移せるだけ早い段階でその情報を知ることは、人生を変えることにつながる。それゆえ、この恩恵は、過去数十年間の参照データセットに祖先が一致する人々だけでなく、すべての人に行き渡らなければならない。ブレンデッド・ゲノム・エクソーム・シーケンシングは、ディープ全ゲノムシーケンシングと同様に、希少なタンパク質変化変異、一般的変異、構造変化を含む広範な情報を捉えることができる。
これまで全ゲノム解読を実用ではなく単なる「約束」にとどめてきたコストの壁は、今や少し低くなったように見える。技術が進化し続けるにつれ、すべての新生児のゲノムが出生時に解読され、すべての成人のゲノムが要望に応じて解読される日が近づいている。
